CN1637538B - 薄膜晶体管器件、液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

薄膜晶体管器件、液晶显示装置及其制造方法 Download PDF

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Abstract

薄膜晶体管器件、液晶显示装置及其制造方法。一种液晶显示装置包括：设置在下基板上的数据线、源极、漏极和像素电极；与源极和漏极交叠的岛状半导体层；沿包括该半导体层的下基板的整个表面的栅绝缘层；在该栅绝缘层上的选通线和栅极；沿包括该选通线的下基板的整个表面的钝化层；与下基板面对的上基板；以及，下基板和上基板之间的液晶层。

Description

薄膜晶体管器件、液晶显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及晶体管器件、显示装置以及制造显示装置的方法，更具体地说，本发明涉及薄膜晶体管器件、液晶显示(LCD)装置以及制造LCD装置的方法。
背景技术
通常，LCD装置包括薄膜晶体管(TFT)阵列基板、一个相对的基板以及在该TFT阵列基板和该相对基板之间的液晶层。该TFT阵列基板包括在LCD装置中用作开关元件的TFT。这些TFT通常用在笔记本电脑的有源矩阵型液晶显示(AMLCD)装置中。在AMLCD装置中，每个TFT都形成在选通线和数据线的交叉点处，其中选通线和数据线彼此交叉以限定多个像素区。据此，这些TFT用作用于导通或者截止到达像素区的电流的开关。更具体地说，在导通状态中，通过电流使像素区的电容器充电到预定电压电平。同时，在截止状态中，保持像素区的充电状态，直到单元像素区被寻址到下一状态。在该状态，该电压电平确定通过与该单元像素区对应的液晶的透光率，从而确定一灰度级。
图1A至1G是根据现有技术的TFT阵列基板的制造工艺的平面图和剖面图。在图1A中，通过光刻工艺在下基板上形成多个选通线12和栅极12a，所述光刻工艺包括：以高温在高耐热性的透明玻璃基板上淀积低电阻的金属层，并且在其上淀积光刻胶。然后，在该光刻胶上定位具有预定图案的掩模，选择性地向其照射光，由此在光刻胶上形成与掩模图案相同的图案。接着，利用蚀刻剂去除和构图被光照射的光刻胶的一些部分，并且蚀刻其上没有光刻胶的金属层，由此得到该光刻胶的理想图案。例如，将该蚀刻方法分为利用等离子体的干蚀刻方法和利用化学溶液的湿蚀刻方法。
在图1B和1C中，在高温下沿包括选通线12的下基板11的整个表面淀积氮化硅SiNx或者氧化硅SiOx的无机层，由此形成栅绝缘层13。接着，在栅电极12a上的栅绝缘层13上形成岛状半导体层14。此时，利用在高温下淀积非晶硅(a-Si:H)并且通过光刻来构图该非晶硅的方法来形成该半导体层14。
在图1D和1E中，沿包括半导体层14的下基板11的整个表面淀积一金属层，并且通过光刻工艺来构图该金属层，由此形成一数据线层。该数据线层包括：垂直于选通线12以限定像素区的数据线15，以及，与半导体层14的两侧交叠的源电极15a和漏电极15b。此时，选通线12、栅电极12a、数据线15以及源电极15a和漏电极15b都由低电阻金属材料制成，例如铝Al、铝钕AlNd、钼Mo或者铬Cr。所淀积的栅电极12a、栅绝缘层13、半导体层14以及源电极15a和漏电极15b形成一薄膜晶体管。
在图1F和1G中，沿包括数据线15的下基板11的整个表面淀积一BCB(苯并环丁烯(BenzoCycloButene))的有机绝缘层，由此形成钝化层16。接着，选择性地去除钝化层16，使得能够形成暴露漏电极15b的接触孔。然后，沿包括钝化层16的下基板11的整个表面形成ITO(铟锡氧化物)或者IZO(铟锌氧化物)的透明导电层，接着通过光刻工艺对透明导电层构图以在像素区形成接触漏电极15b的像素电极17，由此得到TFT阵列基板。
图2是根据现有技术的LCD装置的剖面图。在图2中，将具有TFT的下基板11与上基板21接合。上基板21包括：R/G/B滤色器层23，与各像素区对应以显示各种颜色；黑底层22，阻止在限定像素区的部分中发生光泄漏；以及，与该像素电极相对的公共电极24。与下基板11相同，由于在高温下进行图案形成的工艺，因此上基板21由具有高耐热性的透明玻璃基板制成。
尽管未示出，在下基板11和上基板21之间均匀地形成了各具有预定直径的塑料或者二氧化硅的球形间隔件(未示出)，以维持两个基板11和21之间的单元间隙(cell gap)。此外，沿有源区的周围印刷密封剂(未示出)，以防止液晶材料的泄漏并且将两个基板接合到一起。例如，利用具有预定图案的丝网掩模来印刷密封剂，其中，不将该密封剂印刷在与用于注入液晶材料的入口对应的部分中。然后，将两个基板的内部维持在真空状态，并且利用毛细管现象和压力差将液晶材料注入到两个基板11和21之间，由此形成液晶层31。此后，密封该入口，以便能够完成该LCD装置。
为了形成上述LCD装置，必须在250EC至400EC之间的温度下进行该工艺。例如，利用等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)法来淀积栅绝缘层13和半导体层14。在这种情况下，在250EC或者更高的温度下进行上述淀积工艺。因此，将具有高耐热性的玻璃基板用于LCD装置。然而，玻璃基板较重，需要复杂的制造工艺，并且灵活性低。
为了解决这些问题，已经积极研究了挠性基板来形成重量轻、具有强减震性和挠性的显示装置。近来，使用塑料基板来代替LCD装置的玻璃基板正呈上升趋势。然而，塑料基板的热膨胀系数(CTE)是玻璃基板的十倍，所以需要低温工艺(如在150EC或者更低温度下的工艺)。这样，由于有机材料适合于低温工艺，因此必须利用有机材料来形成布线层(line layer)、半导体层和各种绝缘层。
根据现有技术，为了形成选通线层、半导体层、数据线层、钝化层的接触孔、像素电极、黑底层和滤色器层，需要7个掩模。因此，由于掩模数量的增加使制造工艺复杂。结果，由于制造成本和制造时间的增加使制造效率降低。
发明内容
据此，本发明旨在提供一种薄膜晶体管器件、液晶显示(LCD)装置及其制造方法，其基本上避免了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或者多个问题。
本发明的一个目的是提供一种具有有机材料的薄膜晶体管器件，其具有改进的粘性接合。
本发明的另一个目的是提供一种具有塑料基板的LCD装置。
本发明的再一个目的是提供一种利用塑料基板来制造LCD装置的方法。通过在低温下进行形成半导体层的工艺，并且通过低掩模(low-mask)技术来形成有机薄膜晶体管TFT以降低掩模的使用计数，从而简化制造工艺，由此降低制造成本。
本发明的另一个目的是提供一种具有有机TFT的LCD装置。
本发明的另外的特征和优点部分地将在以下说明中给予说明，并且部分地将通过该说明变得明了，或者可以从本发明的实践中获知。通过在说明书和权利要求、以及附图中所具体指出的结构将实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如所实施和广义描述的，在本发明的一个方面中，一种液晶显示装置包括：设置在下基板上的数据线、源极、漏极和像素电极；与源极和漏极交叠的包含有机材料的岛状半导体层；沿包括半导体层的下基板的整个表面的栅绝缘层；栅绝缘层上的选通线和栅极；沿包括选通线的下基板的整个表面的钝化层；面对下基板的上基板；以及，下基板和上基板之间的液晶层，其中，所述数据线、所述源极、所述漏极和所述像素电极被进行了等离子体处理，以具有对于所述有机材料的亲水性。
在根据本发明该方面的液晶显示装置中，所述数据线、所述源极、所述漏极和所述像素电极形成在同一层上。
在根据本发明该方面的液晶显示装置中，该装置还包括缓冲层，所述缓冲层形成在所述下基板与包括所述数据线、所述源极、所述漏极和所述像素电极的层之间。
在根据本发明该方面的液晶显示装置中，所述栅绝缘层和所述栅极包括有机材料。在另一方面中，一种制造液晶显示装置的方法包括：在下基板上形成源极、漏极、数据线和像素电极；使用等离子体对所述数据线、所述源极、所述漏极和所述像素电极的表面进行处理以使其具有对于有机材料的亲水性；形成与所述源极和所述漏极交叠的包含所述有机材料的半导体层，其中所述半导体层是通过利用印刷方法和使用丝网掩模的方法中的一种工艺而形成的；沿包括该半导体层的下基板的整个表面形成栅绝缘层；在栅绝缘层上形成垂直于数据线的选通线；沿包括选通线的下基板的整个表面形成钝化层；将下基板和上基板彼此接合；以及在下基板和上基板之间形成液晶层。
在根据本发明该方面的方法中，使用O2或者CF4的混合气体来进行所述等离子体处理，并且所述混合气体具有较大量的O2，并且其中，所述数据线、所述源极、所述漏极和所述像素电极由ITO透明导电材料形成。
在根据本发明该方面的方法中，进一步包括在所述下基板与包括所述数据线和所述像素电极的层之间形成一缓冲层。
在根据本发明该方面的方法中，所述缓冲层包括无机材料和有机材料中的一种材料。
在根据本发明该方面的方法中，所述缓冲层包括SiO2。
在根据本发明该方面的方法中，所述半导体层包括液晶聚芴嵌段共聚物和并五苯中的一种。
在根据本发明该方面的方法中，所述形成所述半导体层的步骤包括印刷方法和使用丝网掩模的方法中的一种方法。
在根据本发明该方面的方法中，所述下基板和所述上基板包括玻璃材料或塑料材料。
在根据本发明该方面的方法中，所述液晶层包括PDLC。
在根据本发明该方面的方法中，所述栅绝缘层包括苯并环丁烯和丙烯酸材料中的一种。
在根据本发明该方面的方法中，所述选通线包括聚乙二醇噻吩。
在另一方面中，一种制造液晶显示装置的方法包括：在下基板上形成数据线和像素电极；使用等离子体对所述数据线和所述像素电极的表面进行处理，以使其具有疏水性；在数据线和像素电极的侧部之间形成绝缘层；形成与数据线和像素电极交叠的半导体层；沿包括半导体层的下基板的整个表面形成栅绝缘层；在栅绝缘层上形成垂直于数据线的选通线；沿包括选通线的基板的整个表面形成钝化层；将下基板与上基板接合；以及，在下基板和上基板之间形成液晶层。
在根据本发明该方面的方法中，使用O2或者CF4的混合气体来进行所述等离子体处理，并且所述混合气体具有较大量的CF4，并且其中，所述数据线和所述像素电极由ITO透明导电材料形成。
在根据本发明该方面的方法中，所述绝缘层包括有机材料。
在根据本发明该方面的方法中，所述绝缘层包括苯并环丁烯和丙烯酸材料中的一种。
在根据本发明该方面的方法中，所述形成所述绝缘层的步骤包括旋涂法和印刷方法中的一种方法。
在根据本发明该方面的方法中，所述半导体层包括液晶聚芴嵌段共聚物和并五苯中的一种。
在根据本发明该方面的方法中，所述形成所述半导体层的步骤包括印刷方法和使用丝网掩模的方法中的一种方法。
在根据本发明该方面的方法中，所述下基板和所述上基板包括玻璃材料或塑料材料。
在根据本发明该方面的方法中，所述液晶层包括PDLC。
在根据本发明该方面的方法中，所述栅绝缘层包括苯并环丁烯和丙烯酸材料中的一种。
在根据本发明该方面的方法中，所述选通线包括聚乙二醇噻吩。
在根据本发明该方面的方法中，所述形成所述选通线的步骤包括印刷方法和使用丝网掩模的方法中的一种方法。
在另一方面中，一种薄膜晶体管器件包括：基板；基板上的源极和漏极；与源极和漏极交叠的包含有机材料的岛状半导体层；沿包括半导体层的基板的整个表面的栅绝缘层；栅绝缘层上的选通线和栅极；以及，沿包括选通线的基板的整个表面的钝化层；其中，所述源极和所述漏极被进行了等离子体处理，以具有对于所述有机材料的亲水性。
在根据本发明该方面的薄膜晶体管器件中，该器件还包括缓冲层，所述缓冲层形成在所述基板与包括所述源极和所述漏极的层之间。
应该理解本发明的上述总体说明以及以下的详细说明都是示例性和说明性的，旨在为所要求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
本文所包括的附图用于提供对于本发明的进一步理解，将附图并入说明书中并且构成该说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例，并且这些附图和说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1A是根据现有技术的TFT阵列基板的选通线的平面图；
图1B是根据现有技术的TFT阵列基板的选通线的平面图；
图1C是沿根据现有技术的图1B中的线I-I’所截取的剖面图；
图1D是根据现有技术的TFT阵列基板的平面图；
图1E是沿根据现有技术的图1D中的线I-I’所截取的剖面图；
图1F是根据现有技术的TFT阵列基板的平面图；
图1G是沿根据现有技术的图1F中的线I-I’线所截取的剖面图；
图2是根据现有技术的LCD装置的剖面图；
图3A是根据本发明的示例性的TFT阵列基板的平面图；
图3B是沿根据本发明的图3A中的线II-II’所截取的剖面图；
图3C是根据本发明的示例性的TFT阵列基板的平面图；
图3D是沿根据本发明的图3C中的线II-II’所截取的剖面图；
图3E是根据本发明的示例性的TFT阵列基板的平面图；
图3F是沿根据本发明的图3E中的线II-II’所截取的剖面图；
图4是根据本发明的示例性的LCD装置的剖面图；
图5A是根据本发明的另一个示例性的TFT阵列基板的平面图；
图5B是沿根据本发明的图5A中的线II-II’所截取的剖面图；
图5C是根据本发明的另一个示例性的TFT阵列基板的平面图；
图5D是沿根据本发明的图5C中的线II-II’所截取的剖面图；
图5E是根据本发明的另一个示例性的TFT阵列基板的平面图；
图5F是沿根据本发明的图5E中的线II-II’所截取的剖面图；
图6是根据本发明的另一个示例性的LCD装置的剖面图；
图7A是根据本发明的另一个示例性的TFT阵列基板的平面图；
图7B是沿根据本发明的图7A中的线IV-IV’所截取的剖面图；
图7C是根据本发明的另一个示例性的TFT阵列基板的平面图；
图7D是沿根据本发明的图7C中的线IV-IV’所截取的剖面图；
图7E是根据本发明的另一个示例性的TFT阵列基板的平面图；
图7F是沿根据本发明的图7E中的线IV-IV’所截取的剖面图；
图8是根据本发明的另一个示例性的LCD装置的剖面图。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的优选实施例，在附图中示出其示例。
图3A至3F是根据本发明的示例性的制造TFT阵列基板的方法的平面图和剖面图。在图3A和3B中，可以在真空状态下在玻璃或者透明塑料下基板111上淀积例如铟锡氧化物(ITO)的透明导电材料，并且可以在其上淀积光刻胶(未示出)。在光刻胶上定位具有预定图案的掩模之后，可以向其照射UV射线或者X射线，并且可以显影该光刻胶，由此使光刻胶构图。接着，可以对光刻胶进行烘焙、离子注入和UV固化处理，以得到具有高抗溶解性的交联光刻胶聚合物。
然后，通过使用所构图的光刻胶作为掩模，选择性地蚀刻暴露的ITO层，由此同时地形成数据线115、源极115a、漏极115b和像素电极117。据此，数据线115可以和源极115a一起形成，像素电极117可以和漏极115b一起形成。
然后，可以对数据线115、源极115a、漏极115b和像素电极117的表面进行等离子体处理，其中ITO层可以具有对于有机材料的亲水/疏水性。例如，可以使用CF4或者O2的混合气体来进行等离子体处理。如果该混合气体具有较大量的O2，则可以增加ITO对于有机材料的亲水性。相反，如果该混合气体具有较大量的CF4，则该ITO层可以具有对于有机材料的疏水性。据此，增加混合气体中O2的量会使ITO层具有对于有机材料的亲水性。
由于对ITO层的表面进行了等离子体处理，可以改变ITO层的功函以控制对有机材料的粘附性。此外，清洁ITO层的表面也会增加用于进行化学键联的ITO层表面的面积。
如图3C和3D所示，在定位例如金属掩模的丝网掩模之后，可以在涂覆过程中形成半导体层114，使其与源极115a和漏极115b交叠。另选地，可以利用注入印刷(inject-printing)方法来形成半导体层114。据此，由于源极和漏极115a和115b的表面因经过等离子体处理而可以具有亲水性，因此可以容易地将该半导体层114粘附到源极115a和漏极115b上。因此，可以利用包括丝网掩模的涂覆法来形成半导体层114，或者可以利用注入印刷方法来形成该半导体层114。此外，可以利用低温工艺形成具有改进的粘附性的半导体层114，而不需要利用掩模的光刻工艺。例如，根据半导体层114的图案，丝网掩模可以具有开口区域，并且半导体层114可以由例如LCPBC(液晶聚芴嵌段共聚物(LCPBC))或者并五苯(Pentacene)的有机材料形成。
在图3E和3F中，可以利用低温工艺沿包括半导体层114的基板111的整个表面淀积例如BCB或者丙烯酸材料的有机材料，由此形成栅绝缘层113。在栅绝缘层113上定位例如金属掩模的丝网掩模之后，可以利用涂覆法来涂覆、或者可以利用注入印刷方法来印刷导电的有机聚合物(例如聚乙二醇噻吩(polyethylene dioxythiophene)(PEDOT))，由此形成选通线112和栅极112a。例如，有机TFT可以包括基于ITO的源极115a和漏极115b、基于LCPBC或者并五苯的半导体层114、基于有机绝缘材料的栅绝缘层113和基于有机聚合物的栅极112a。接着，可以沿包括选通线112的基板111的整个表面淀积例如BCB或者丙烯酸材料的有机材料，并且在其上形成钝化层116。据此，可以将包括有机TFT的TFT阵列基板用作开关器件。
图4是根据本发明的示例性的LCD装置的剖面图。在图4中，LCD装置可以包括下基板111、上基板121和液晶层113。如图3A-3F所示，下基板111可以包括数据线115、源极115a、漏极115b、像素电极117、岛状半导体层114、栅绝缘层113、选通线112、栅极112a和钝化层116。岛状半导体层114可以与源极115a和漏极115b交叠，并且可以沿包括半导体层114的下基板111的整个表面形成栅绝缘层113。选通线112和栅极112a可以形成在栅绝缘层113上，可以沿包括选通线112的下基板111的整个表面形成钝化层116。接着，可以将上基板121定位成与下基板111相对，并且可以在两个基板111和121之间形成例如液晶共聚物的液晶层131。
例如，半导体层114可以由例如液晶聚芴嵌段共聚物(LCPBC)或者并五苯的有机材料制成，栅绝缘层113可以由例如苯并环丁烯(BCB)或者丙烯酸材料的有机材料制成。此外，选通线112和栅极115a可以由例如聚乙二醇噻吩(PEDOT)的有机聚合物制成，钝化层116可以由例如BCB或者丙烯酸材料的有机材料制成。
在由交叉的选通线112和数据线115所限定的单元像素区内，可以将有机薄膜晶体管(TFT)形成为源极115a、漏极115b、半导体层114、栅绝缘层113和栅极115a的淀积层。在有机TFT中，半导体层114、栅绝缘层113和栅极115a可以由有机材料制成。由于半导体层114可以由有机材料制成，因此可以利用亲水性等离子体处理源极115a和漏极115b的表面，由此提高半导体层114与源极115a和漏极115b的粘附性。此外，在对于源极115a和漏极115b的亲水性等离子体处理过程中，可以利用亲水性等离子体一起处理数据线115和像素电极117，由此提高与栅绝缘层113的粘附性。
在图4中，除了在具有有机TFT的下基板111和具有例如基于ITO的公共电极124的透明导电材料的上基板121中的任意一个上的液晶注入口之外，可以将密封剂(未示出)形成为框架图案。然后，可以将下基板111和上基板121彼此接合。据此，可以与下基板111的像素电极117对应地沿上基板121的整个表面形成公共电极124。
然后，可以利用散布液晶滴132的方法在两个基板111和121之间形成PDLC层131，并且可以密封液晶注入口，由此完成LCD装置。除了PDLC层131，可以使用例如NCAP或者PNLC的聚合物散布型液晶材料。此外，上基板121可以由挠性塑料或者膜制成。
当没有对LCD装置的ITO层施加电压时，随机地处于液晶材料中的液晶方向子(director)可以具有预定的方向角，从而可以散射入射到液晶层上的光。当对ITO层施加电压时，可以沿与电场相同的方向定位液晶方向子，由此可以使光透过液晶材料。根据本发明，用于对数据线和像素电极构图的工艺可以使用一掩模，从而允许使用低掩模技术并且减少掩模的总数量。
图5A至5F是根据本发明的另一个示例性的制造TFT阵列基板的方法的平面图和剖面图。在图5A和5B中，可以在真空状态下将例如ITO的透明导电材料淀积到玻璃或者透明塑料下基板211上，并且在其上淀积光刻胶(未示出)。在光刻胶上定位具有预定图案的掩模之后，可以进行曝光和显影工序，从而使光刻胶构图。然后，可以通过使用所构图的光刻胶作为掩模选择性地蚀刻暴露的ITO层，从而同时地形成数据线215、源极215a、漏极215b和像素电极217。此外，可以将数据线215与源极215a一起形成，可以将像素电极217与漏极215b一起形成。
然后，可以对数据线215、源极215a、漏极215b和像素电极217的表面进行等离子体处理，从而使ITO层可以具于对于有机材料的疏水/亲水性。例如，可以使用CF4或者O2的混合气体来进行等离子体处理。如果混合气体具有较大量的CF4，那么ITO层可以具有对于有机材料的疏水性。
在图5C和5D中，可以使用例如BCB或者丙烯酸材料的有机聚合物通过旋涂法或者注入印刷方法来形成有机绝缘层218。可以将该机绝缘层218填充在选通线层和像素电极217之间的间隙。据此，可以使数据线215、源极215a、漏极215b和像素电极217(都可以由ITO制成)具有疏水性。因此，可以使有机材料的绝缘层218不粘附于数据线215、源极215a、漏极215b和像素电极217的表面。
接着，可以利用包括丝网掩模的印刷方法来形成岛状半导体层214，使其与源极215a和漏极215b交叠。通过利用印刷方法形成半导体层214，可以使半导体层214具有改进的粘附性，而不需在低温下使用具有掩模的光刻工艺。例如，根据半导体层214的图案，丝网掩模可以具有开口区域。此外，半导体层214可以由例如LCPBC或者并五苯的有机材料形成。因此，可以使半导体层214粘附于有机材料的绝缘层218。
在图5E和5F中，可以通过在低温下沿包括半导体层214的基板211的整个表面淀积例如BCB或者丙烯酸材料的有机材料的方法来形成栅绝缘层213。然后，可以通过印刷例如PEDOT的导电有机聚合物的方法、通过使用丝网掩模的涂覆方法或者注入印刷方法来形成选通线212和栅极212a。据此，可以形成源极215a和漏极215b、半导体层214、栅绝缘层213和栅极212a的淀积层作为有机TFT。然后，可以通过沿包括选通线212的基板211的整个表面淀积例如BCB或者丙烯酸材料的有机材料的方法来形成钝化层216。因此，可以形成具有有机TFT的TFT阵列基板，其中可以将该有机TFT用作开关器件。
图6是根据本发明的另一个示例性的LCD装置的剖面图。在图6中，LCD装置可以包括下基板211、上基板221和液晶层231。如图5A至5F所示，数据线215、源极215a、漏极215b和像素电极217可以由下基板211上的同一层来形成。此外，在数据线215和源极215a之间、源极215a和漏极215b之间以及漏极215b和像素电极217之间夹有一有机绝缘层。此外，可以对数据线215、源极215a、漏极215b和像素电极217的表面进行处理，以使其具有疏水性。然后，可以形成岛状半导体层214，使其与源极215a和漏极215b交叠，并且可以沿包括半导体层214的下基板211的整个表面形成栅绝缘层213。接着，可以在栅绝缘层213上形成选通线212和栅极215a，并且可以沿包括选通线212的下基板211的整个表面形成钝化层216。然后，可以将上基板221定位为与下基板211相对，并且可以在下基板211和上基板221之间形成例如液晶共聚物的液晶层231。
例如，半导体层214可以由例如LCPBC或者并五苯的有机材料制成，栅绝缘层213和钝化层216可以由例如BCB或者丙烯酸材料的有机材料制成。此外，选通线212和栅极215a可以由有机材料例如PEDOT形成。据此，用于形成源极215a、漏极215b、半导体层214、栅绝缘层213和栅极215a的淀积层可以用作有机薄膜晶体管TFT。
据此，由于半导体层214可以由有机材料形成，因此该半导体层214不会粘附于源极215a和漏极215b(可以由ITO制成)。然而，由于可以将有机绝缘层218形成在源极215a和漏极215b之间，因此半导体层214可以粘附于有机绝缘层218。
此外，由于可以对数据线215、源极215a、漏极215b和像素电极217的表面进行处理使其变为疏水性的，因此当涂覆绝缘层218时，不会在源极215a和漏极215b的表面上留有残余物。因此，可以防止源/漏极215a/215b和半导体层214之间的粘附性的恶化。
在图6中，除了在具有有机TFT的下基板211和具有透明导电材料(例如基于ITO的公共电极234)的上基板221中的任意一个基板上的液晶注入口位置以外，可以将密封剂(未示出)形成为框架图案。然后，可以将下基板211和上基板221彼此接合。然后，可以通过分散液晶滴232的方法在两个基板211和221之间形成PDLC层231，并且可以密封液晶注入口。除了PDLC层231以外，还可以使用其它类型的液晶共聚物材料。例如，上基板221可以由挠性塑料基板或者膜制成，其中数据线和像素电极的构图工序可以使用一掩模，从而使其适合于减少制造LCD所需的掩模的总数量。
图7A至7F是根据本发明的另一个示例性的制造TFT阵列基板的方法的平面图和剖面图。在图7A和7B中，可以沿下基板311的整个表面形成缓冲层318，其中下基板311可以由玻璃或者透明塑料形成。缓冲层318可以在后续的构图工序过程中保护下基板311，并且可以提高对后来形成的半导体314(如图7D所示)的粘附性。可以通过淀积例如SiO2的无机材料的方法或者淀积有机材料的方法来形成缓冲层318。然后，可以在真空状态中在缓冲层318上淀积透明的导电材料例如ITO，并且通过利用掩模的光刻工艺对其构图，从而同时地形成数据线315、源极315a、漏极315b和像素电极317。此外，可以与源极315a一起形成数据线315，可以与像素电极317一起形成漏极315b。
然后，可以通过等离子体处理使缓冲层318的无机材料、数据线315、源极315a、漏极315b和像素电极317具有对于有机材料的亲水性。例如，可以使用CF4或者O2的混合气体来进行等离子体处理。如果混合气体具有较大量的O2，那么该ITO层可以具有对于有机材料的改进的亲水性。另选地，如果混合气体具有较大量的CF4，那么该ITO层可以具有对于有机材料的疏水性。此外，如果混合气体具有较大量的SiO2，那么缓冲层318可以具有对于有机材料的亲水性。另选地，如果混合气体具有较大量的CF4，那么缓冲层可以具有对于有机材料的疏水性。
在图7C和7D中，可以通过使用丝网掩模的涂覆方法或者通过注入印刷方法来形成半导体层314，使其与源极315a和漏极315b交叠。例如，半导体层314可以由LCPBC或者并五苯制成。然后，可以对缓冲层318、源极315a、漏极315b进行等离子体处理，使其具有对于有机材料的亲水性，由此提高对于有机材料的半导体层314的粘附性。通过注入印刷方法来形成半导体层314，该半导体层314可以具有改进的粘附性，而不需使用在低温下利用掩模的光刻工艺。
在图7E和7F中，可以通过沿包括半导体层314的基板311的整个表面上淀积例如BCB或者丙烯酸材料的有机材料的方法来形成栅绝缘层313。然后，可以通过利用丝网掩模印刷例如PEDOT的导电有机聚合物的方法或者印刷方法来形成选通线312和栅极312a。据此，可以将源极315a、漏极315b、半导体层314、栅绝缘层313和栅极312a的淀积层形成为有机TFT。然后，可以通过沿包括选通线312的基板311的整个表面淀积例如BCB或者丙烯酸材料的有机材料的方法来形成钝化层316，从而形成具有作为开关元件的有机TFT的TFT阵列基板。
在图8中，LCD装置可以包括下基板311、上基板321和液晶层331。如图7A-7F所示，可以沿下基板311的整个表面形成缓冲层318。然后可以在下基板311的同一层上形成数据线315、源极315a、漏极315b和像素电极317，并且形成岛状半导体层314，使其与源极315a和漏极315b交叠。接着，可以沿包括半导体层314的下基板311的整个表面形成栅绝缘层313，并且可以在栅绝缘层313上形成选通线312和栅极312a。然后，可以沿包括选通线313的下基板311的整个表面形成钝化层316。接着，可以使上基板321与下基板311相对地定位，并且可以在下基板311和上基板321之间形成例如液晶共聚物的液晶层331。
例如，半导体层314可以由例如LCPBC或者并五苯的有机材料制成，栅绝缘层313和钝化层316可以由例如BCB或者丙烯酸材料的有机材料形成。此外，选通线321和栅极315a可以由例如PEDOT的有机聚合物形成。结果，有机薄膜晶体管TFT可以由源极315a、漏极315b、半导体层314、栅绝缘层313和栅极312a的淀积层来形成。
由于半导体层314和栅绝缘层313可以由有机材料形成，所以可以利用亲水等离子体来处理数据线315、源极315a、漏极315b和像素电极317(可以由ITO层制成)的表面，从而使半导体层314和栅绝缘层313可以粘附于数据线315、源极315a、漏极315b和像素电极317的表面。
此外，缓冲层318可以由例如SiO2的无机材料或者有机材料来制成。当缓冲层由无机材料制成时，可以在缓冲层318上以及在数据线315、源极315a、漏极315b和像素电极317的表面上进行亲水等离子体处理，从而改进对有机材料的半导体层314的粘附性。
在图8中，可以将密封剂(未示出)形成在具有有机TFT的下基板311和具有透明导电材料(如基于ITO的公共电极324)的上基板321中的任何一个基板上。然后将下基板311和上基板321彼此接合。然后，可以通过在两个基板311和321之间散布液晶滴332的方法来形成PDLC层331，并且可以密封液晶注入口，从而形成LCD装置。此外，下基板311或者上基板321可以由例如玻璃的透明材料制成。另选地，下基板或者上基板可以由挠性塑料基板或者膜形成。
根据本发明，对数据线和像素电极构图的工艺可需要使用一掩模，从而减少用来制造LCD装置所使用的掩模总数，并且降低制造成本和时间。此外，由于可以对ITO层的表面进行等离子体处理，因此可以改变ITO层的功函，以控制对于有机材料的粘附性。此外，由于可以清洁ITO层的表面，因此可以增加ITO层用于化学键联的表面面积。
根据本发明，可以通过注入印刷方法或者通过利用金属掩模的涂覆方法来形成半导体层和选通线层，从而通过简化制造工艺提高生产率。此外，通过使用由PDLC制成的液晶材料，可以省略用于形成偏光器的工序和摩擦(rubbing)工序，从而降低制造成本。
本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明的范围和精神的范围的情况下，可以对本发明的薄膜晶体管器件、LCD装置和制造LCD装置的方法进行各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖落入后附权利要求以及他们的等同物的范围内的那些修改和变型。
本发明要求于2003年12月30日提交的韩国专利申请No.P2003-100056的优先权，通过引用将其并入本文。

Claims (23)

1.一种液晶显示装置，包括：
设置在下基板上的数据线、源极、漏极和像素电极；
与所述源极和所述漏极交叠的包含有机材料的岛状半导体层；
沿包括所述半导体层的所述下基板的整个表面的栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上的选通线和栅极；
沿包括所述选通线的所述下基板的整个表面的钝化层；
与所述下基板面对的上基板；以及
所述下基板和所述上基板之间的液晶层；
其中，所述数据线、所述源极、所述漏极和所述像素电极被进行了等离子体处理，以具有对于所述有机材料的亲水性。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述数据线、所述源极、所述漏极和所述像素电极形成在同一层上。
3.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括缓冲层，所述缓冲层形成在所述下基板与包括所述数据线、所述源极、所述漏极和所述像素电极的层之间。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述栅绝缘层和所述栅极包括有机材料。
5.一种制造液晶显示装置的方法，包括以下步骤：
在下基板上形成源极、漏极、数据线和像素电极；
使用等离子体对所述数据线、所述源极、所述漏极和所述像素电极的表面进行处理，以使其具有对于有机材料的亲水性；
形成与所述源极和所述漏极交叠的包含所述有机材料的半导体层，其中所述半导体层是通过利用印刷方法和使用丝网掩模的方法中的一种工艺而形成的；
沿包括所述半导体层的所述下基板的整个表面形成栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上形成与所述数据线垂直的选通线；
沿包括所述选通线的所述下基板的整个表面形成钝化层；
将所述下基板和上基板彼此接合；以及
在所述下基板和所述上基板之间形成液晶层。
6.根据权利要求5所述的方法，其中使用O2或者CF4的混合气体来进行所述等离子体处理，并且所述混合气体具有较大量的O2，并且其中，所述数据线、所述源极、所述漏极和所述像素电极由ITO透明导电材料形成。
7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括在所述下基板与包括所述数据线和所述像素电极的层之间形成一缓冲层。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述缓冲层包括无机材料和有机材料中的一种材料。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述缓冲层包括SiO2。
10.一种制造液晶显示装置的方法，包括以下步骤：
在下基板上形成数据线和像素电极；
使用等离子体对所述数据线和所述像素电极的表面进行处理，以使其具有疏水性；
在所述数据线和所述像素电极的侧部之间形成绝缘层；
形成与所述数据线和所述像素电极交叠的半导体层；
沿包括所述半导体层的所述下基板的整个表面形成栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上形成与所述数据线垂直的选通线；
沿包括所述选通线的所述下基板的整个表面形成钝化层；
将所述下基板与上基板接合；以及
在所述下基板和所述上基板之间形成液晶层。
11.根据权利要求10所述的方法，其中使用O2或者CF4的混合气体来进行所述等离子体处理，并且所述混合气体具有较大量的CF4，并且其中，所述数据线和所述像素电极由ITO透明导电材料形成。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述绝缘层包括有机材料。
13.根据权利要求10的方法，其中所述绝缘层包括苯并环丁烯和丙烯酸材料中的一种。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述形成所述绝缘层的步骤包括旋涂法和印刷方法中的一种方法。
15.根据权利要求5或10所述的方法，其中所述半导体层包括液晶聚芴嵌段共聚物和并五苯中的一种。
16.根据权利要求5或10所述的方法，其中所述形成所述半导体层的步骤包括印刷方法和使用丝网掩模的方法中的一种方法。
17.根据权利要求5或10所述的方法，其中所述下基板和所述上基板包括玻璃材料或塑料材料。
18.根据权利要求5或10所述的方法，其中所述液晶层包括PDLC。
19.根据权利要求5或10所述的方法，其中所述栅绝缘层包括苯并环丁烯和丙烯酸材料中的一种。
20.根据权利要求5或10所述的方法，其中所述选通线包括聚乙二醇噻吩。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述形成所述选通线的步骤包括印刷方法和使用丝网掩模的方法中的一种方法。
22.一种薄膜晶体管器件，包括：
基板；
所述基板上的源极和漏极；
与所述源极和所述漏极交叠的包含有机材料的岛状半导体层；
沿包括所述半导体层的所述基板的整个表面的栅绝缘层；
所述栅绝缘层上的选通线和栅极；和
沿包括所述选通线的所述基板的整个表面的钝化层；
其中，所述源极和所述漏极被进行了等离子体处理，以具有对于所述有机材料的亲水性。
23.根据权利要求22所述的器件，该器件还包括缓冲层，所述缓冲层形成在所述基板与包括所述源极和所述漏极的层之间。
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